1 Расчет электромеханических(скоростных) характеристик дпт нв

Исходные данные:

Тип двигателя П51

Номинальное напряжение 220

Число полюсов 2р 4

Номинальная мощность на валу двигателя ,кВт 6,0

Номинальная скорость вращения 1500

Номинальный ток ,А 33,2

Сопротивление якорной цепи ,Ом 0,472

Момент инерции ,кг∙0,35/4

Отношение с/, характеризующее ослабление потока-возбуждения(для характеристик с ослабленным потоком) 0,6

Отношение U/, характеризующее понижение напряжения(для характеристики с пониженным напряжением) 0,5

Кратность максимального броска тока при переключении на другие характеристики к номинальному току 2,5

1 Естественная характеристика

Пример на рисунке 1. По паспортным данным определим номинальную угловую скорость

ω_н = (2π ∙ n_н)/60 = (2∙3,14∙1500)/60 = 157 .

Для большинства режимов работы поток возбуждения остаётся постоянным Ф = Ф_н = const. В этом случае произведение Ce = Ke ∙ Ф определяется по паспортным данным следующим образом:

Cе_н = (U_н - Iа_н ∙ R_а)/ ω_н = (220 - 33,2 ∙ 0,472)/157 = 1,3 В∙с.

Рассчитаем 2 точки электромеханической характеристики по формуле

ω = U_н /Се_н - I_а ∙ R_а /Се_н .

1 точка - I_а = 0 А; ω_{0 ест} = U_н /Се_н = 220/1,3 =169,23 .

2 точка - ω = 0 ;Iа_кз = U_н /R_а = 220/0,472 = 466,1 А.

ω_{н ест} = U_н /Се_н - Iа_н ∙ R_а /Се_н = 220/1,3 - 33,2 ∙ 0,472/ 1,3 = 157 .

Ток якоря при коротком замыкании (Iа_кз = 466,1 А) недопустимо велик (более чем в 14 раз превышает номинальный Iа_н = 33,2 А), поэтому двигатель пускать на прямую сеть нельзя.

2 Реостатная характеристика

Пример на рисунке 2.

По заданному отношению I_п/ Iа_н = 2,5 определим значение пускового тока (тока переключения) как I_п = 2,5 ∙ Iа_н = 2,5 ∙ 33,2 = 83 А.

Определим добавочное сопротивление в якорной цепи при пусковом токе (токе переключения) I_п = 2,5 ∙ Iа_н и при скорости переключения ω_п = ω_н :

I_п = U_н /(R_a + R_доб) отсюда следует, что

R_д = (U_н - R_a ∙ I_п)/I_п = (220 - 0,472∙83 )/83 = 2.18Ом.

Рассчитаем 2 точки электромеханической характеристики по формуле

ω = U_н /Се_н - I_а ∙ (R_a + R_д)/Се_н .

1 точка - I_а = 0 А; ω_{0 реост} = ω_{0 ест} = U_н /Се_н =220/1,3 = 169,23 .

2 точка - ω = 0 ;I_п = U_н /(R_a + R_доб) = 220/(0,472 + 2.18) = 83 А.

ω_{н реост} = U_н /Се_н - Iа_н ∙ (R_a + R_д)/Се_н = 220/1,3 – 33,2 ∙ (0,472 + 2.18)/ 1,3 =

=101,5 с ^-1.

Данная характеристика показывает, что при реостатном пуске двигателя пусковой ток (I_п = 2,55 ∙ Iа_н = 83 А) значительно меньше тока при прямом пуске машины (Iа_кз = 466,1 А). Пересекает ось тока в значении I_кз.

3 Характеристика при понижении напряжения

Пример на рисунке 3.

По заданному отношению U/U_н = 0,5 определим значение напряжения на зажимах двигателя как U = 0,5 ∙ U_н = 0,5 ∙ 220 = 110 В.

Рассчитаем 2 точки электромеханической характеристики по формуле

ω = U/Се_н - I_а ∙ R_a /Се_н .

1 точка - I_а = 0 А; ω_{0 пониж. нап} = U/Се_н = 110/1,3 = 84,6 .

2 точка - ω = 0 ;Iа_кз = U/R_a = 110/0,472 = 233 А.

ω_{н пониж. нап} = U/Се_н - Iа_н ∙ R_a/Се_н = 110/1,3 – 33,2 ∙ 0,472 / 1,3 = 72,5 с ^-1.

Данная характеристика, построенная при понижении напряжения питания, на координатной оси смещается вниз параллельно естественной характеристике двигателя. Ток короткого замыкания на этой характеристике равен 233 А, а это превышает значение номинального тока более чем в 7 раз. Отсюда следует, что двигатель с такой электромеханической характеристикой пускать в сеть напрямую нельзя.